All the Secrets Behind McLaren's New Hybrid V-8
McLaren engineers explain all you need to know about its new V-8 and hypercar hybrid powertrain.
https://www.motor1.com/features/752039/mclaren-w1-new-hybrid-engine/
맥라렌 엔지니어들이 새로운 V-8과 하이퍼카 하이브리드 파워트레인에 대해 알아야 할 모든 것을 설명합니다.
구형 맥라렌 P1의 하이브리드 시스템을 이해하는 핵심은 “토크 필(torque fill)”이라는 용어입니다.
이는 단순한 개념으로, 두 개의 터보차저를 사용해 V-8 엔진의 출력을 극대화하고
그에 따른 지연 현상과 높은 부스트 임계치를 전기 모터의 즉각적이고 낮은 rpm 토크로 보완하는 방식입니다.
맥라렌은 P1의 하이브리드 파워트레인에서 903마력과 664파운드-피트의 토크를 발휘하며 토크 필을 훌륭하게 활용했습니다.
P1 출시 10년 후, 맥라렌의 새로운 하이브리드 하이퍼카인 W1이 등장하며,
전기 파워와 내연기관을 결합하는 새로운 철학을 담은 전혀 새로운 하이브리드 시스템을 선보였습니다.
사실, W1의 하이브리드 시스템은 맥라렌이 이전에 시도했던 그 어떤 시스템과도 완전히 다릅니다.
맥라렌 파워트레인 총괄 수석 엔지니어 리차드 잭슨은 기존의 토크 필 방식이 하이브리드 시스템에 과도한 부담을 준다고 말합니다.
W1에서는 막대한 터보차저 파워에도 불구하고 우수한 과도 응답성을 지닌 엔진과,
필요할 때 엄청난 부스트를 제공하는 하이브리드 시스템을 갖추는 것이 목표입니다.
W1 하이브리드 시스템의 또 다른 목표는 P1보다 더 높은 파워를 내면서 무게를 줄이는 것이었습니다.
맥라렌은 88파운드의 무게 절감과 90% 증가한 출력, 즉 342마력과 324파운드-피트의 토크를 달성했다고 주장합니다.
한 엔지니어가 수요일 W1 파워트레인에 관한 미디어 프레젠테이션에서 지적했듯이, 이는 그 자체로 핫해치급 성능입니다.
물론, W1의 배터리는 P1의 배터리보다 에너지 용량이 훨씬 적습니다—1.4킬로와트시 대 4.7킬로와트시.
또한 무게도 110파운드에 불과한 반면, P1 배터리는 234파운드에 달합니다
—(참고로, 맥라렌은 원래 무게의 절반으로 줄이는 P1 배터리 업그레이드 옵션도 제공합니다.)
게다가 전기만으로 주행 가능한 거리는 거의 8마일에서 단 1.6마일로 감소합니다.
하지만 맥라렌은 W1 고객들이 전기 모드 주행에 크게 관심을 두지 않는다고 말하며,
여기서는 성능을 우선시하는 경량 하이브리드 시스템을 만드는 데 중점을 두고 있습니다.
이는 빠른 방전과 재충전이 가능한 배터리를 의미합니다.
맥라렌은 이번 배터리가 스피드테일(Speedtail)의 배터리에서 영감을 받았으며, 역시 원통형 셀을 사용한다고 밝혔습니다.
스피드테일의 배터리 용량이 다소 더 크긴 하지만—1.6kWh—W1만이 전기 모드 주행 기능을 갖추고 있습니다.
또한 W1의 배터리는 5파운드 더 가볍습니다. 참고로, 아르투라(Artura)는 약 200파운드에 달하는 7.4kWh 배터리를 탑재하고 있습니다.
W1의 전기 모터와 제어 유닛은 모두 맥라렌이 “E-모듈(E-Module)”이라고 부르는 단일 유닛에 담겨 있으며,
이 유닛은 겨우 44파운드의 무게를 가집니다. 이 모듈은 8단 듀얼 클러치 변속기 측면에 장착되어 주요 클러치 이후의 바퀴를 구동합니다.
이를 통해 마찰 재료에 과도한 부담을 주지 않으면서 더 높은 토크 출력을 가능하게 합니다.
이는 맥라렌의 현재 및 과거 모든 하이브리드 시스템과는 다른 접근 방식입니다.
물론, 엔진이 없다면 하이브리드 시스템은 아무런 의미가 없습니다.
W1은 모든 최신 맥라렌, 특히 아르투라에 사용되던 엔진을 계승하기 위해 새로운 4.0리터 V-8 엔진, MHP-8을 선보입니다.
이 엔진은 기존 4.0리터와 동일한 배기량을 유지하지만, 맥라렌은 보어를 약간 줄이고 스트로크를 늘렸습니다.
그럼에도 불구하고, 보어가 92밀리미터, 스트로크가 75밀리미터인 초과 사각(oversquare) 구조를 그대로 유지하며,
레드라인은 9,200rpm으로 더욱 높게 도달합니다.
이 엔진의 단독 출력은 916마력과 664파운드-피트의 토크를 발휘하는데,
이는 우연이 아니라 P1의 V-8과 하이브리드 시스템의 조합과 비교해 더 높은 출력과 동일한 토크를 의미합니다.
또한 이 엔진에는 뛰어난 엔지니어링 기술이 담겨 있습니다.
맥라렌 최초의 듀얼 연료 엔진으로서 포트와 직분사를 모두 지원하며, 속이 빈 나트륨 충전 흡기 밸브를 채택했습니다.
보어 간격을 줄이고, 플라즈마 스프레이 실린더 라이너와 짧은 체인 드라이브를 도입해 엔진 전체의 길이를 단축시켰습니다.
또한 맥라렌은 높이와 무게 중심을 낮게 유지하기 위해,
터보가 실린더 뱅크 사이에 위치하는 핫-비(Hot-Vee) 레이아웃 대신 전통적인 엔진 외부 장착 방식을 선택했습니다.
이 터보차저들은 더 나은 반응성을 위해 트윈 스크롤 방식이며, 기존 4.0리터 엔진의 터보보다 더 큽니다.
맥라렌은 포르쉐, 메르세데스-AMG, 그리고 특히 페라리 F80에서 사용되는 전기 터보차저 대신 전통적인 터보차저를 선택했는데,
이는 추가되는 무게가 그만한 가치가 없기 때문입니다.
엔지니어들은 오히려 배터리 에너지를 전기 모터 구동에 활용하기를 선호합니다.
맥라렌은 엔진을 통해 운전자 몰입감을 극대화하기 위해 많은 노력을 기울였습니다.
엔지니어들은 부품 강성을 최적화하고, 더 긴 배기 매니폴드를 장착했으며,
적절한 소음과 진동을 제공하기 위해 타이밍 시스템을 후면으로 이동하기도 했습니다.
언급할 만한 또 다른 세부 사항으로는, MHP-8이 속이 빈 캠샤프트, 밸브트레인의 핑거 팔로워,
그리고 워터 재킷 내부에 3D 프린팅 코어를 채택했다는 점이 있습니다.
전반적으로 이 엔진은 전임 모델보다 22파운드 가벼우면서 15%의 성능 향상을 이루어냈습니다.
MHP-8은 W1뿐만 아니라 다른 모델에도 적용될 예정입니다.
따라서 750S의 후속 모델이 출시될 때 이 엔진을 볼 수 있을 것입니다.
이 엔진은 극도로 엄격한 Euro7 배출 기준을 충족하도록 설계되었으며, 맥라렌은 하이브리드가 아닌 변종 모델을 출시할 계획은 없습니다.
[읽어봐도 몬말인지 모르겠습니다. 모르는게 당연합니다..ㄷㄷ]